איך הסוניקציה עובדת?

Sonication משתמש בגלי קול כדי להתסיס חלקיקים בתמיסה. הוא ממיר אות חשמלי לרטט פיזי כדי לפרק חומרים. שיבושים אלה יכולים לערבב תמיסות, להאיץ את פירוק מוצק לנוזל, כגון סוכר למים, ולהסיר גז מומס מנוזלים. בבדיקות DNA, בדיקת סוניקציה מפרקת מולקולות וקורעת תאים, ומשחררת חלבונים לבדיקה.

צליל הוא גל של לחץ גבוה ונמוך לסירוגין. תדירות גל הקול היא התדירות שבה חלקיקי החומר רוטטים כאשר גל הקול עובר דרכו. Sonication משתמש בדרך כלל בגלי אולטרסאונד בתדרים של 20 קילוהרץ (20,000 מחזורים לשנייה) ומעלה. תדרים אלה הם מעל למה שאתה יכול לשמוע, אך הגנה על אוזניים עדיין מומלצת במהלך sonication כי התהליך יוצר רעש חריקה חזק. ככל שהתדירות גדולה יותר, כך תסיסת החלקיקים חזקה יותר.

Sonicator הוא ציוד מעבדה רב עוצמה עם גנרטור חשמלי קולי שיוצר אות להפעלת מתמר. המתמר ממיר את האות החשמלי באמצעות גבישים פיזואלקטריים - גבישים המגיבים ישירות לחשמל על ידי יצירת רטט מכני. המשמיע משמר ומגביר את הרטט עד שהוא עובר לחללית. החללית נעה בזמן עם הרטט כדי להעביר אותה לפיתרון ונעה מעלה ומטה במהירות. מפעיל המשמיע יכול לשלוט במשרעת על סמך מאפייני הפתרון. קצה חלון קטן מייצר תגובה אינטנסיבית יותר מקצה חללית גדול, אך קצה גדול מגיע ליותר מהפתרון.

לא לכל האולטרה-קול יש בדיקות. יש ממריצים המייצרים גלי קול בדגימות באמבט מים קולי.

במהלך sonication, מחזורי לחץ יוצרים אלפי בועות ואקום מיקרוסקופיות בתמיסה. הבועות קורסות לתמיסה בתהליך המכונה cavitation. זה גורם לגלי רטט חזקים המשחררים כוח אנרגיה עצום בשדה הקוויטציה, המשבש אינטראקציות מולקולריות כגון אינטראקציות בין מולקולות מים, מפרידות גושי חלקיקים ומקלות עִרבּוּב. לדוגמא, בתנודות של גז מומס, בועות הגז מתאחדות ומשאירות ביתר קלות את הפתרון.

האנרגיה מגלי הקול יוצרת חיכוך בתמיסה, שיוצר חום. כדי למנוע דגימה להתחמם ולהשפלה, שמור אותה על קרח לפני, במהלך ואחרי sonication.

אם תאים וחלבונים שבירים מכדי לעמוד בסוניקציה, אלטרנטיבה עדינה יותר היא עיכול אנזים או טחינה בחול.